二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及物理储能技术领域，提供一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统及控制方法，二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统包括：二氧化碳捕集单元、二氧化碳储能发电单元和二氧化碳封存单元；二氧化碳捕集单元用于捕集二氧化碳；二氧化碳储能发电单元与二氧化碳捕集单元相连，用于对捕集的二氧化碳进行储能，并利用二氧化碳储能进行发电；二氧化碳封存单元与二氧化碳储能发电单元相连，用于对利用后的二氧化碳进行封存。本发明专利技术实现二氧化碳捕集、储能发电和封存的集成耦合，各个单元既可以单独运行又可以联合运行，增强系统的集成适用性，并且提高二氧化碳的利用率，从而减少工业碳排放，降低二氧化碳封存压力。降低二氧化碳封存压力。降低二氧化碳封存压力。

【技术实现步骤摘要】
二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及物理储能
，尤其涉及一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统及控制方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳作为温室气体来源，是导致全球变暖的主要原因，为了解决碳排放量过大造成的全球变暖问题，目前二氧化碳减排方法主要包括：提高新能源利用率或加大新能源占比。例如利用风能、太阳能等进行发电，然而，由于风能、太阳能发电等受到自然条件限制，其发电的随机性、间歇性导致并网时，对于传统电网将产生巨大冲击，危害电网安全，稳定可靠性较差。
[0003]因此，亟需一种可以全面回收利用二氧化碳的系统，减少工业碳排放。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统及控制方法，实现二氧化碳捕集、储能发电和封存的集成耦合，各个单元既可以单独运行又可以联合运行，增强系统的集成性和适用性，并且提高二氧化碳的利用率，从而减少工业碳排放，降低二氧化碳封存压力，同时可以解决相关技术发电并网稳定可靠性差的问题，有效减少清洁电能的损失。
[0005]本专利技术提供一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，包括：
[0006]二氧化碳捕集单元，用于捕集二氧化碳；
[0007]二氧化碳储能发电单元，与所述二氧化碳捕集单元相连，用于对捕集的二氧化碳进行储能，并利用二氧化碳储能进行发电；
[0008]二氧化碳封存单元，与所述二氧化碳储能发电单元相连，用于对利用后的二氧化碳进行封存。
[0009]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，所述二氧化碳捕集单元包括：
[0010]第一过滤组件，用于捕集烟气并过滤烟气中的颗粒杂质以及氮气；
[0011]第一压缩机，与所述第一过滤组件相连，用于对过滤后的烟气进行压缩；
[0012]吸收塔，所述吸收塔的第一入口与所述第一压缩机相连，用于通过所述吸收塔内的贫液吸收压缩后烟气中的二氧化碳，生成二氧化碳富液；
[0013]再生塔，所述再生塔的入口与所述吸收塔的第一出口相连，且所述再生塔的第一出口与所述吸收塔的第二入口相连，用于对所述吸收塔的二氧化碳富液进行减压解析，并将解析出二氧化碳气体后生成的贫液送回所述吸收塔；
[0014]第二过滤组件，与所述再生塔的第二出口相连，用于对解析出的二氧化碳气体进行过滤提纯。
[0015]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，所述第一过滤组件包括：
[0016]烟气分离器，用于过滤烟气中的颗粒杂质；
[0017]引风机，与所述烟气分离器相连，用于捕集引入烟气；
[0018]过滤装置，连接于所述引风机与所述第一压缩机之间，用于过滤烟气中的氮气，并将过滤后的烟气送入所述第一压缩机。
[0019]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，所述第二过滤组件包括：依次连接的气液分离器、第二冷却器、分水罐和干燥箱，且所述气液分离器与所述再生塔的第二出口相连，用于对所述再生塔解析出的二氧化碳气体进行多级过滤去水提纯。
[0020]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，所述二氧化碳储能发电单元包括：
[0021]串联设置的多级第二压缩机，且多级第二压缩机中的首级第二压缩机与所述二氧化碳捕集单元相连；
[0022]第一间冷器，设置于相邻两级第二压缩机之间；
[0023]储气罐，所述储气罐的入口经第二间冷器与多级第二压缩机中的末级第二压缩机相连，所述储气罐用于存储经多级压缩和冷却后生成的超临界二氧化碳；
[0024]串联设置的多级膨胀发电机组，且多级膨胀发电机组中的首级膨胀发电机组经第一再热器与所述储气罐的出口相连；
[0025]第二再热器，设置于相邻两级膨胀发电机组之间。
[0026]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，所述二氧化碳储能发电单元还包括：
[0027]蓄冷罐，所述蓄冷罐的入口分别与所述第一再热器和所述第二再热器相连，所述蓄冷罐的出口分别与所述第一间冷器和所述第二间冷器相连；
[0028]蓄热罐，所述蓄热罐的入口分别与所述第一间冷器和所述第二间冷器相连，所述蓄热罐的出口分别与所述第一再热器和所述第二再热器相连，所述蓄冷罐用于为所述第一间冷器和所述第二间冷器提供冷量，所述蓄热罐用于为所述第一再热器和所述第二再热器提供热量，且所述蓄冷罐与所述蓄热罐循环蓄冷蓄热。
[0029]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，多级膨胀发电机组中的末级膨胀发电机组经第一支路与所述首级第二压缩机的入口相连，且所述第一支路中设有第一缓冲罐，所述第一缓冲罐的两端分别设有第一控制阀和第二控制阀；
[0030]所述末级膨胀发电机组经第二支路与所述二氧化碳封存单元相连，且所述第二支路中设有第三控制阀；
[0031]所述储气罐的出口与所述第一再热器之间设有第四控制阀；所述储气罐的入口与所述第二间冷器之间设有第五控制阀，且所述第五控制阀的第一端与所述第二间冷器相连，所述第五控制阀的第二端与所述储气罐的入口相连。
[0032]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，所述二氧化碳封存单元包括：
[0033]第二缓冲罐，所述第二缓冲罐的第一入口与所述第二支路相连；所述第二缓冲罐的第二入口与所述第五控制阀的第一端之间连接有第六控制阀；
[0034]地下封存储层，与所述第二缓冲罐的出口相连，且所述地下封存储层与所述第二
缓冲罐的出口之间设有增压泵和第七控制阀。
[0035]本专利技术还提供一种上述的二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统的控制方法，包括：
[0036]获取系统运行模式指令；
[0037]根据所述系统运行模式指令，控制所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第三控制阀、所述第四控制阀、所述第五控制阀、所述第六控制阀和所述第七控制阀的开闭，切换系统运行模式；
[0038]其中，所述系统运行模式包括：二氧化碳捕集封存模式、二氧化碳捕集储能发电循环模式以及二氧化碳捕集单次储能发电封存模式。
[0039]根据本专利技术提供的一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统的控制方法，切换系统运行模式的步骤，具体包括：
[0040]控制所述第一控制阀、所述第三控制阀和所述第五控制阀关闭，且控制所述第六控制阀和所述第七控制阀开启，所述系统运行至所述二氧化碳捕集封存模式；
[0041]控制所述第三控制阀和所述第六控制阀关闭，且控制所述第一控制阀、所述第二控制阀、所述第四控制阀和所述第五控制阀开启，所述系统运行至所述二氧化碳捕集储能发电循环模式；
[0042]控制所述第一控制阀和所述第二控制阀关闭，且控制所述第三控制阀、所述第四控制阀、所述第五控制阀、所述第六控制阀和所述第七控制阀开启，所述系统运行至所述二氧化碳捕集单次储能发电封存模式。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，其特征在于，包括：二氧化碳捕集单元(100)，用于捕集二氧化碳；二氧化碳储能发电单元(200)，与所述二氧化碳捕集单元(100)相连，用于对捕集的二氧化碳进行储能，并利用二氧化碳储能进行发电；二氧化碳封存单元(300)，与所述二氧化碳储能发电单元(200)相连，用于对利用后的二氧化碳进行封存。2.根据权利要求1所述的二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，其特征在于，所述二氧化碳捕集单元(100)包括：第一过滤组件(101)，用于捕集烟气并过滤烟气中的颗粒杂质以及氮气；第一压缩机(102)，与所述第一过滤组件(101)相连，用于对过滤后的烟气进行压缩；吸收塔(103)，所述吸收塔(103)的第一入口与所述第一压缩机(102)相连，用于通过所述吸收塔(103)内的贫液吸收压缩后烟气中的二氧化碳，生成二氧化碳富液；再生塔(104)，所述再生塔(104)的入口与所述吸收塔(103)的第一出口相连，且所述再生塔(104)的第一出口与所述吸收塔(103)的第二入口相连，用于对所述吸收塔(103)的二氧化碳富液进行减压解析，并将解析出二氧化碳气体后生成的贫液送回所述吸收塔(103)；第二过滤组件(105)，与所述再生塔(104)的第二出口相连，用于对解析出的二氧化碳气体进行过滤提纯。3.根据权利要求2所述的二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，其特征在于，所述第一过滤组件(101)包括：烟气分离器(1011)，用于过滤烟气中的颗粒杂质；引风机(1012)，与所述烟气分离器(1011)相连，用于捕集引入烟气；过滤装置(1013)，连接于所述引风机(1012)与所述第一压缩机(102)之间，用于过滤烟气中的氮气，并将过滤后的烟气送入所述第一压缩机(102)。4.根据权利要求2所述的二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，其特征在于，所述第二过滤组件(105)包括：依次连接的气液分离器(1051)、第二冷却器(1052)、分水罐(1053)和干燥箱(1054)，且所述气液分离器(1051)与所述再生塔(104)的第二出口相连，用于对所述再生塔(104)解析出的二氧化碳气体进行多级过滤去水提纯。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，其特征在于，所述二氧化碳储能发电单元(200)包括：串联设置的多级第二压缩机(201)，且多级第二压缩机(201)中的首级第二压缩机与所述二氧化碳捕集单元(100)相连；第一间冷器(202)，设置于相邻两级第二压缩机(201)之间；储气罐(204)，所述储气罐(204)的入口经第二间冷器(203)与多级第二压缩机(201)中的末级第二压缩机相连，所述储气罐(204)用于存储经多级压缩和冷却后生成的超临界二氧化碳；串联设置的多级膨胀发电机组(205)，且多级膨胀发电机组(205)中的首级膨胀发电机组经第一再热器(206)与所述储气罐(204)的出口相连；第二再热器(207)，设置于相邻两级膨胀发电机组(205)之间。6.根据权利要求5所述的二氧化碳捕集封存与储能发电一体化系统，其特征在于，所述
二氧化碳储能发电单元(200)还包括：蓄冷罐(208)，所述蓄冷罐(208)的入口分别与所述第一再热器(206)和所述第二再热器(207)相连，所述蓄冷罐(208)的出口分别与所述第一间冷器(202)和所述第二间冷器(203)相...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家俊，郑平洋，郝佳豪，于泽，越云凯，乃比江，
申请(专利权)人：长沙博睿鼎能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：